Hybridation de l'ADN

Hybridation de l'ADN Niveau A Biologie

Dans le contexte de cet article, le morceau d'ADN simple brin est la sonde ADN, et la section d'ADN ou d'ARN est un allèle particulier.

Pour que la sonde se lie à la séquence complémentaire de l'allèle spécifique, l'ADN double brin doit être séparé. Le chauffage de l'échantillon d'ADN dénature les molécules d'ADN et sépare les deux brins en rompant les liaisons hydrogène entre eux.

Les brins d'ADN séparés sont ensuite mélangés aux sondes et la température est abaissée, ce qui permet aux liaisons hydrogène de se former (recuit) entre les brins d'ADN complémentaires. Bien que la plupart des brins d'ADN s'apparient à leur brin complémentaire d'origine, certains brins se lient aux sondes. Ce processus de liaison est appelé hybridation de l'ADN.

Technique d'hybridation de l'ADN

Les sondes ADN et l'hybridation de l'ADN peuvent être utilisées pour localiser un allèle spécifique. Ce processus comporte plusieurs étapes :

1. La séquence de la base nucléotidique du gène d'intérêt doit être déterminée. Séquence l'ADN ou réfère-toi à des bibliothèques génétiques pour obtenir la séquence de la mutation d'intérêt.
2. On produit ensuite un fragment d'ADN avec des séquences complémentaires à l'allèle particulier qui nous intéresse.
3. Des copies multiples du fragment d'ADN sont produites à l'aide de la réaction en chaîne de la polymérase (PCR).
4. Les fragments d'ADN produits doivent être marqués en ajoutant des radionucléotides (nucléotides contenant du ^32P) ou des nucléotides triphosphates fluorescents au mélange PCR pour créer respectivement des sondes ADN radioactives ou fluorescentes.
5. Nous devons obtenir l'ADN que nous voulons analyser en extrayant l'ADN des cellules obtenues de l'individu qui nous intéresse. L'extrait est ensuite chauffé pour dénaturer et séparer les deux brins d'ADN l'un de l'autre.
6. Les sondes ADN que nous avons conçues sont ensuite ajoutées à l'extrait, et la température est abaissée, ce qui permet aux séquences complémentaires de s'apparier.
7. Si l'ADN extrait contient la mutation, notre sonde ADN s'y fixera probablement puisqu'elle possède des séquences de bases complémentaires.
8. Toute sonde ADN non fixée est retirée du mélange.
9. L'ADN hybridé sera maintenant radioactif ou fluorescent, selon le type de sonde ADN que nous avons utilisé.
10. Nous pouvons utiliser un film à rayons X ou utiliser la microscopie à fluorescence pour détecter la présence de l'ADN hybridé et confirmer si la personne suspectée est porteuse de la mutation ou non.

Fig. 1 - L'hybridation de l'ADN avec une sonde d'ADN simple brin

Application de l'hybridation de l'ADN au dépistage génétique

Grâce au travail d'innombrables scientifiques à travers le monde, nous connaissons aujourd'hui l'emplacement et le type de mutations à l'origine de nombreuses maladies héréditaires. L'hybridation de l'ADN et les sondes ADN peuvent être utilisées pour dépister des maladies héréditaires spécifiques chez les individus.

Il est possible d'étudier simultanément plusieurs mutations génétiques en fixant plusieurs sondes ADN en réseau sur une lame de verre, puis en ajoutant l'ADN du donneur au réseau. Les séquences d'ADN complémentaires, si elles sont présentes, se lient alors à la sonde correspondante.

Dépistage du cancer

Le dépistage génétique permet de détecter les oncogènes (gènes qui augmentent la probabilité de développer un cancer). Il existe deux types d'oncogènes, les gènes suppresseurs de tumeurs et les proto-oncogènes.

Par conséquent, toute mutation qui inactive les gènes suppresseurs de tumeurs ou augmente l'activité des proto-oncogènes peut entraîner une division cellulaire incontrôlée et conduire au développement d'un cancer.

La présence de mutations dans ces proto-oncogènes peut être détectée par un dépistage génétique. Cela permettrait à la personne porteuse de la mutation de prendre une décision éclairée sur son mode de vie. Par exemple, elle pourrait diminuer le risque de développer un cancer en mangeant plus sainement et en évitant les substances mutagènes telles que la fumée de cigarette.

Les gens peuvent également se soumettre à des examens réguliers pour détecter le cancer à un stade précoce et améliorer les chances de réussite du traitement.

Médecine personnalisée

Un autre avantage du dépistage génétique est la médecine personnalisée. Elle permet aux médecins de traiter les patients en fonction de leur génotype. Par exemple, le médicament A peut être plus efficace pour traiter une affection chez un patient, mais pas chez un autre patient dont le génotype est différent. On peut alors utiliser pour l'autre patient un autre médicament qui offre une efficacité maximale dans son traitement.

Connaître les génotypes des patients permet aux médecins et aux pharmaciens de prescrire la dose exacte d'un médicament spécifique pour produire le résultat souhaité dans le cadre du plan de traitement des patients. Cela permet d'économiser de l'argent et d'éviter les dommages inutiles et les effets secondaires que peuvent avoir certains médicaments.

Application de l'hybridation de l'ADN au conseil génétique

Le conseil génétique est une forme particulière de travail social. Il fournit des conseils et des informations aux personnes, les aidant à prendre des décisions personnelles les concernant et concernant leurs enfants. En se basant sur les antécédents familiaux de maladies héréditaires et sur le dépistage génétique, le conseil génétique peut informer les couples sur les chances de leurs enfants d'être atteints d'une maladie.

Voici quelques informations pour te rafraîchir la mémoire ; les allèles sont généralement soit dominants, soit récessifs. Supposons qu'un individu soit hétérozygote pour l'allèle dominant (c'est-à-dire qu'il possède l'allèle dominant sur un chromosome et l'allèle récessif sur l'autre chromosome). Dans ce cas, il présentera le phénotype dominant bien qu'il soit porteur de l'allèle récessif. Ce n'est que si un individu est homozygote pour l'allèle récessif (c'est-à-dire qu'il possède l'allèle récessif sur les deux chromosomes) qu'il présentera le phénotype récessif.

Fig. 2 - Le flux des cellules sanguines normales est comparé à celui de la drépanocytose.

Préoccupations éthiques liées à l'hybridation de l'ADN

Malgré les nombreux avantages du dépistage génétique, le conseil génétique soulève des considérations éthiques majeures. Les conseillers génétiques sont confrontés à un dilemme éthique courant concernant le dépistage génétique chez les patientes enceintes. Nous avons mentionné précédemment que le dépistage génétique pouvait déterminer si l'un des parents ou les deux sont porteurs d'un problème médical. D'autres tests peuvent déterminer si le fœtus présente des mutations génétiques qui entraîneront des malformations à la naissance, des handicaps mentaux ou physiques. Les conseillers peuvent être confrontés à un défi éthique s'ils savent que leurs patientes enceintes peuvent décider d'interrompre leur grossesse plutôt que de porter le fœtus à terme.

Les tests inappropriés sont un autre problème éthique qui est apparu lorsque les tests génétiques sont devenus de plus en plus courants. Il s'agit des couples qui demandent des conseils et des tests génétiques dans l'espoir d'avoir un bébé présentant les caractéristiques spécifiques qu'ils désirent. Les couples peuvent subir des tests et avorter des grossesses qui n'aboutissent pas à des enfants idéaux, ou même des grossesses qui aboutissent à un enfant du sexe opposé à celui qu'ils désiraient.